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氧化锆氧传感器原理及应用

资料介绍
色谱仪传感器
氧化锆氧传感器原理及应用

摘要:氧探头是利用氧化锆陶瓷敏感元件来测量各类应用环境下的氧含量的,通过它以求实
现工业加热炉燃烧过程自动控制,以及热处理可控气氛炉对零件的质量控制。

关键词:氧化锆氧传感器,氧传感器,测氧原理,传感器

一、序言
人们早就知道,某些固体氧化物、卤化物、硫化物等具有离子导电性能,其中最著名的
是 1989 年 Nernst 发现的稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。在此后的一段时期内,
尽管人们对这种具有离子导电性能的物质――固体电解质进行了种种研究,但始终进展不
大。直到 1957 年,K.kiukkala 和 C.Wagner 首次用固体电解质组装原电池并从理论上阐明
其原理以后,这方面的研究和应用才得以迅速发展。在所有固体电解质,氧化锆是目前研究
和开发应用得最普遍的一种。它不仅用来作高温化学平衡,热力学和动力学研究,而且已在
高温技术, 特别是高温测试技术上得到广泛应用。 氧探头这种以氧化锆固体电解质为敏感元
件,用以测定氧浓度的装置就是一个典型的例子。1961 年,J.Weissbart 和 R.Ruka 研制成
功的第一个氧化锆浓差电池测氧仪。 七十年代初出现商业用氧化锆氧探头以后, 引起科学界
和工业界的普遍重视,特别是西德、日本、美国等国都进行了深入的研究和产品开发工作。
到七十年代中期,氧探头的理论和实践已趋成熟,开发出了多种结构形式的氧探头。
由于氧探头与现有测氧仪表(如磁氧分析器、电化学式氧量计、气象色谱仪等)相比,具
有结构简单, 响应时间短(0.1-0.2 秒),测量范围宽(从 ppm 到百分含量),使用温度高(600~
1200℃),运行可靠,安装方便,维护量小等优点,因此在冶金、化工、电力、陶瓷、汽车、
环保等工业部门得到广泛的应用。
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